微电网平滑切换中变流器的控制策略仿真研究

微电网系统并网与孤岛运行方式的平滑切换,是实现微电网经济、技术优势的关键,也是保证系统安全稳定运行、区域内重要负荷供电质量的重要手段。文章介绍了微电网系统中微电源变流器的控制方法与控制器结构,基于PSCAD/EMTDC仿真软件建立了含光储微电网模型,研究了微电网系统中变流器的PQ控制、V/f控制及两者间的平滑切换控制策略,对微电网的并离网转换、孤岛检测进行了仿真分析。仿真结果证明,所提出的微电网变流器控制策略有效实现了微电网的平滑切换。     

直流微网中可抑制环流的并联变流器控制策略

针对传统下垂控制中功率分配和电压调整的矛盾性,结合直流微网的结构特点,提出一种可抑制并联变流器间环流、准确分配负荷功率,同时稳定直流母线电压的改进下垂控制策略。首先,在各变流器输出端引入虚拟电阻,以功率损耗最小为目标确定其初始值,根据各变流器输出电压差自适应调整虚拟电阻大小,抑制环流的同时尽可能减小母线压降;其次,在控制器输入端引入电流补偿控制,消除线路电阻对功率分配精度的影响,采用分布式电压补偿控制进一步调整母线电压;最后,利用系统特征方程式分析系统的稳定性,为实际工程中设计变流器控制器提供理论指导。仿真验证了所提控制策略的有效性。     

双馈风力发电用交直交变流器控制策略的研究

概述了变速恒频双馈风力发电用交直交变流器的工作原理,转子侧变流器采用基于最大功率点跟踪的并网发电解耦控制策略,网侧变流器采用基于固定开关频率与电网电动势前馈相结合的双闭环控制策略,构建了110kW变速恒频双馈风力发电模拟平台,经过实验结果分析验证了上述控制策略的有效性和可行性。     

交直流混合微电网接口变换器改进型双向下垂控制策略

针对交直流混合微电网双向接口变换器(bidirectional interface converter, BIC)采用双向下垂控制存在惯性小、阻尼低等问题,提出一种适用于BIC的改进型双向下垂控制策略。通过改进有功环,引入惯性环节和限幅系数不仅能够给系统提供惯性,减小负荷波动对交流母线频率和直流母线电压的影响,改善交、直流子网间功率传输的动态响应,还能提高交直流混合微电网的抗干扰特性和动态响应特性。通过在电流环引入非线性干扰观测器,可以抑制负荷功率的瞬态波动,抑制外部功率扰动下母线电压的波动幅度。分析了关键参数对系统稳定性的影响,采用PSCAD/EMTDC仿真验证了所提控制策略的正确性和有效性,并针对不同控制策略下负载变化时交流频率和直流电压的动态响应以及功率传输的动态响应进行了对比分析,得出了所提控制策略的优越性。     

分布式电源变流器控制策略

随着新能源的广泛接入以及智能微电网技术的发展,分布式电源变流器控制策略对提升微电网的稳定运行水平以及促进新能源消纳具有重要影响,为此,对该领域研究方法、成果和发展方向进行了述评。分别介绍了分布式电源变流器的底层调制策略、电网非平衡工况下的控制策略、DC/DC策略、DC/AC策略以及电能质量的附加控制策略;研究了各控制策略算法的技术特点、有效性及适用范围。基于文献研究,论述了当前的热点研究方向：结合现代控制理论,改善DC/DC变换的控制精度和响应速度;利用优化的恒功率控制策略、下垂控制策略等,提升微网稳定性与经济性;在变流器控制策略中抑制三相不平衡和谐波的策略,优化电能质量。最后,展望了变流器控制策略在降低能耗、提升系统稳定水平、提高电能转换效率等方面的发展方向和前景。     

基于分频控制的微电网储能变流器并网电能质量主动控制策略

阐述了基于锁相环误差补偿的谐波无功电流检测及多目标电流的生成方法,并提出一种基于分频控制的微电网并网电流电能质量主动提升控制策略,结合比例谐振(PR)控制器所具有的频率选址特性,实现了对特定次频率分量的零稳态误差控制,利用储能交流器(PCS)剩余容量快速并精确的选择性补偿谐波和无功电流,在此基础上,PCS模糊PR控制根...     

储能双向变流器主电路参数设计及控制策略研究

设计了一种适用于电化学储能系统的双向变流器,采用一级变换主电路拓扑结构,交流侧采用LCL滤波器,减少注入电网的谐波,直流侧采用CL滤波器,降低电池侧纹波;介绍了储能双向变流器的工作原理,给出了交流侧LCL滤波器与直流侧CL滤波器设计原则,推导出基于LCL滤波器主电路数学模型,并设计了闭环控制系统。通过仿真和试验表明,该双向变流器主电路参数设计合理,电流谐波小,直流侧纹波小,可满足大容量储能系统的工作要求。     

直流微电网微电源接口分析与控制策略设计

多数分布式电源发出的电能需要通过整流逆变后接入交流微电网,增加了电力电子器件的使用,降低了能量转换效率。介绍了更适合直流微电源和高频交流微电源接入的直流微电网拓扑结构,分析了交流微电源、直流微电源、储能装置与直流微电网间的电力电子接口,设计了以上接口的控制器,提出了整个直流微电网的控制策略。在Matlab／Simulink中建立上述直流微电网仿真模型,仿真结果表明,所建立的电力电子接口的正确性和所提出的控制策略的有效性。     

基于MPC的耦合电感飞跨电容双向DC/DC变换器功率均衡解耦控制策略

耦合电感功率变换器因耦合电感阻抗、电感值等参数差异易导致功率不均衡。针对耦合电感飞跨电容双向DC/DC变换器,提出一种基于模型预测控制（MPC）的功率均衡解耦控制策略。通过对变换器原理进行分析,建立基于电感电流解耦的数学模型,得到包括电感电流和飞跨电容电压等6个控制变量的解耦控制方法。在此基础上,提出基于MPC的功率均衡解耦控制策略。同时,为降低MPC算法的运算负荷,根据解耦控制模型重构模型预测价值函数,实现各控制变量独立动态寻优,使系统能在稳定控制输出电压及飞跨电容电压的同时,实现两相耦合电感的功率均衡控制。最后,通过理论分析及实验对所提策略进行有效验证。     

光储独立微电网全电压复合控制技术研究

非线性负载和电力电子变换器的非线性特性是微电网电压谐波产生的根本原因,现有的储能变流器电压源控制算法只对基波分量进行闭环无差控制,对其他谐波分量无法完全抑制,影响网内设备的供电电压质量。为提高微电网供电电压质量,基于傅里叶分析提出全电压复合控制方法,控制带宽内各次电压分量均可实现无差闭环控制,利用Matlab仿真和光储微电网实验平台验证了文章所提算法的有效性。     

双向CLLC谐振变换器研究现状与应用前景

双向CLLC谐振变换器是双向直流/直流（direct current, DC）变换器中一类重要拓扑,具有实现软开关频率范围宽、调压范围大、功率密度高等特点。本文从基本拓扑及工作原理、建模分析方法、控制策略和应用这几个方面,对双向CLLC谐振变换器的现有研究成果进行了总结,分析了现有的问题,并提出了未来研究重点。结论表明,双向CLLC谐振变换器仍处于关键技术研究和小容量样机试验阶段,其在储能领域具有广阔的应用前景,是高压大容量双向变换器拓扑的重要发展方向。     

PWM整流器在变速恒频风力发电系统中的应用

变速恒频风力发电系统要求励磁电源有良好的输入、输出特性和能量双向流动的能力.交-直-交双PWM变频器是理想的励磁电源,而PWM整流器是其中一项关键技术.文章从三相电压型PWM整流器主电路拓扑结构出发,建立了基于三相静止坐标系和两相同步旋转坐标系的数学模型.阐述了电压、电流双闭环控制的基本原理和空间矢量脉宽调制技术在三相PWM整流器中的应用.在Matlab/Simulink环境下,对其进行了单位功率因数整流和逆变的仿真研究.结果证明,该整流器是满足交流励磁需要的理想整流电源.     

基于功率解耦的微电网改进下垂控制策略

在中、低压微网中,线路存在较高阻感比,无法满足传统下垂控制的控制条件.对此,提出一种修正相角的改进下垂控制策略,通过将引入的转换矩阵用于功率变换中,构造出具有统一旋转角的下垂控制器,保证了系统在拥有高R/X值的线路下微源逆变器输出有功功率和无功功率的解耦.利用Matlab/Simulink仿真平台搭建了两台逆变器并联的...     

基于滑模变结构的混合微电网接口变换器双向下垂控制

由于混合微电网中的交直流子网具有不同的动态特性,当系统发生负荷突变时,会在双向接口变换器(bidirectional interface converter, BIC)两侧子网间产生功率波动,使交流母线频率和直流母线电压动态响应变差,为此提出了基于分数阶滑模控制器(fractional order sliding mode controller, FOSMC)的双向下垂控制策略。将具有鲁棒性强、响应速度快和抗干扰能力强的滑模变结构控制引入到BIC的控制中,得到改进型的分数阶滑模控制器,以改善系统的暂态响应过程。通过Matlab/Simulink平台搭建了仿真模型,在多种工况下验证了该控制策略的有效性。与传统双向下垂控制相比,该控制算法可以在保证系统原有稳态特性的同时,加快整个系统的响应速度,抑制暂态过程中BIC传输功率的瞬间波动,减小功率波动对交直流子网母线的反作用,提高整个系统的动态性能和抗扰动性能。     

滞环矢量控制在双馈风力发电机中的应用

滞环电流控制方法以其动态响应速度快,电路跟踪性能好的优点而获得了广泛的应用和发展。基于双馈发电机数学模型,采用定子磁场定向的矢量控制．转子侧选用改进型滞环电流控制,建立了有功功率、无功功率解耦的控制策略。利用PSCAD软件．建立了仿真控制模型并进行了仿真计算。仿真结果表明,该控制系统能有效地实现双馈发电机有功、无功功率的解耦,验证该控制方案的正确性和有效性。     

电动汽车的双向DC-DC变换器多模态控制方法

针对当前电动汽车功率控制过程中存在负载跳变抗干扰性能差、响应速度较慢等问题,提出一种应用于电动汽车的双向DC-DC变换器多模态控制方法。文章详细分析了电动汽车双向DC-DC变换器的拓扑结构和升降压控制模式;结合不同工况下的变换器工作状态,分析电压和电流模式控制,得出其电压、电流开闭环函数;利用多模态控制方法,由变换器的功能控制单元下达电压、电流环给定信号来实现功率波动平抑控制;在MATLAB中搭建了仿真模型。仿真结果表明,文章所提出的控制方法能够较好地实现双向DC-DC变换器的功率波动平抑功能,具有稳定性好、对负载跳变抗干扰性能强、响应速度快的特点。     

微网结构和运行控制

分布式发电大量而快速的渗透为电网安全有效的运行提出新的挑战。采取系统的方法即把发电和相关负荷看成一个子系统或者“微网”是实现分布式发电新型潜力的更好方式。详细阐述微网结构、发展和新技术,重点详细介绍微网不同运行方式下的控制方式和微网保护系统的难点、新思路以及微网管理．为微网在中国快速而有效的发展提供一些理论基础。     

具有模式激活的储能双向DC-DC变换器的有限集模型预测控制方法

针对直流微电网中分布式发电机组输出功率不确定及负荷波动导致系统功率不平衡和直流母线电压不稳定的问题,提出了一种双向DC-DC变换器的模式激活有限集模型预测控制方法,预设了直流母线电压允许波动范围的上下限,利用范围比较器,根据母线电压实际值自动选择储能系统的工作模式,并实现其在不同模式之间的自由切换。仿真结果表明,提出的控制策略在三种模式切换的过程中,能够快速地稳定母线电压值,提高系统的电能质量并延长蓄电池的使用寿命。研究成果可用于指导工程实践。